La conception à l'ère de l'Internet des Objets: modèles et principes pour le design de produits aux

307 Pages·2017·40.1 MB·French

by  Pierrick Thebault

La conception à l’ère de l’Internet des Objets: modèles
et principes pour le design de produits aux fonctions
augmentées par des applications.
Pierrick Thebault
To cite this version:
Pierrick Thebault. La conception à l’ère de l’Internet des Objets: modèles et principes pour le design
de produits aux fonctions augmentées par des applications.. Autre. Ecole nationale supérieure d’arts
et métiers - ENSAM, 2013. Français. ￿NNT: 2013ENAM0014￿. ￿pastel-00869385v2￿
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N°:

 2009
 ENAM
 XXXX

2013-­‐ENAM-­‐0014

École doctorale n° 421 : Science des Métiers de l’Ingénieur

Doctorat ParisTech

T H È S E

pour obtenir le grade de docteur délivré par

l’École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers

Spécialité “ Informatique – Traitement du signal ”

présentée et soutenue publiquement par

Pierrick THEBAULT

le 31 mai 2013

La conception à l’ère de l’Internet des Objets :

  modèles et principes pour le design de produits

  aux fonctions augmentées par des applications.

Directeur de thèse : Simon RICHIR

Co-encadrement de la thèse : Henri SAMIER, David BIHANIC, Frédérique PAIN

Jury

M. Vincent BOLY, Professeur, Ecole Nationale Supérieure en Génie des Systèmes Industriels Président T
Mme. Nadine COUTURE, Professeur, Ecole Supérieure des Technologies Industrielles Avancées Rapporteur
M. Gilles COPPIN, Professeur, Télécom Bretagne Rapporteur H
M. Nicolas NOVA, Professeur, Haute Ecole d'Art et de Design Genève Examinateur
M. Simon RICHIR, Professeur, Arts et Métiers ParisTech Examinateur È
M. Henri SAMIER, Maître de Conférences, École d'Ingénieurs de l'Université d'Angers Examinateur
M. David BIHANIC, Maître de Conférences, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis Examinateur S
Mme. Frédérique PAIN, Chercheuse, Alcatel-Lucent Bell Labs France Invitée
E

Arts et Métiers ParisTech - Centre d’Angers

LAMPA

Aux chercheurs de l’Application Studio
des Bell Labs qui m’ont accompagné
pendant ces trois années.

1
2
REMERCIEMENTS
Mes premiers remerciements vont à Simon Richir et Frédérique Pain pour leur accueil au
sein du laboratoire des Arts et Métiers Paristech d’Angers et des Bell Labs d’Alcatel-Lucent,
ainsi que pour la confiance qu’ils m’ont accordée. Je remercie également Vincent Boly d’avoir
présidé le jury de cette thèse, Nadine Couture et Gilles Coppin d'avoir accepté d'être rapporteurs
de ce travail, ainsi que Nicolas Nova pour sa participation en tant qu’examinateur. J’exprime
également ma reconnaissance à l’'Association Nationale de la Recherche et de la Technologie,
qui, au travers du dispositif CIFRE, a contribué au financement de mon travail, ainsi qu'à Bruno
Aidan et Jean-Luc Beylat pour m’avoir donné l’opportunité de collaborer avec les chercheurs
des Bell Labs. Je tiens plus particulièrement à remercier Henri Samier et David Bihanic pour
leurs conseils et relectures; Cédric Mivielle, Camille Lefer et Robert Huynh pour leurs
productions durant leurs stages; Mathieu Boussard, Lieven Trappeniers, Yann Gasté et Patrick
Legrand pour l’accueil qu’ils m’ont réservé au sein de leurs départements ; Fabrice Poussière et
Vincent Hiribarren pour avoir insufflé le prototypage rapide dans notre équipe; Fahim
Kawsar, Natalie (Ebenreuter) Lehoux et Jean-Baptiste Labrune pour m’avoir guidé dans le
milieu de la recherche académique; Florentin Rodio, Arnaud Gonguet et Alexis Eve pour leur
aide dans la conduite de mes expérimentations; Fabienne Labrosse et Rose-Lys Thia-Nam pour
leur disponibilité et leur réactivité ; Olivier Christmann et Grégoire Cliquet pour leurs
encouragements ; ainsi que ma famille et mes proches pour leur patience et leur soutien.

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TABLE DES MATIERES
PARTIE I. AVANT-PROPOS ...................................................................................................... 15

1. La rencontre des produits et des services du Web ......................................................................... 16

2. Lʼémergence des applications orientées produits ........................................................................... 18

3. Contexte de la recherche et plan du mémoire ................................................................................ 19

PARTIE II. LA CONCEPTION DE PRODUITS A LʼERE DE LʼINTERNET DES OBJETS ........ 21

Chapitre 1: LʼInformatique Ubiquitaire, une vision fondatrice de lʼInternet des Objets ................ 23

1. La vision de lʼInformatique Ubiquitaire de Mark Weiser .................................................................. 23

2. Un domaine de recherche à lʼorigine de nombreux courants .......................................................... 27

3. De nombreux verrous technologiques, méthodologiques et socio-économiques à lever ............... 33

4. Lʼinformatique Ubiquitaire: entre imaginaire et réalité ..................................................................... 38

Chapitre 2: LʼInternet des Objets, la rencontre de lʼInformatique Ubiquitaire et des produits .... 45

1. Une première tentative pour donner forme à lʼUbiComp ................................................................. 45

2. Un nouvel imaginaire des produits .................................................................................................. 51

3. Un nouvel écosystème de produits ................................................................................................. 55

Chapitre 3: La conception traditionnelle de produits électroniques ............................................... 63

1. Approches philosophiques pour le design de produits .................................................................... 63

2. Comprendre les interactions avec les produits ............................................................................... 67

3. De la définition des produits à des processus de conception ......................................................... 73

Chapitre 4: Les produits augmentés, une nouvelle génération de produits à concevoir ............. 83

1. Définition et caractéristiques des produits augmentés .................................................................... 83

2. Lʼinformation : un nouveau matériau permettant la création dʼapplications .................................... 88

3. Enjeux pour le design de produits augmentés ................................................................................ 92

PARTIE III. PROBLEMATIQUE ET APPROCHE METHODOLOGIQUE ................................... 99

Chapitre 1: La prise en compte des applications dans la conception de produits. .................... 101

1. Définition du cadre problématique ................................................................................................. 101

2. Elaboration des hypothèses .......................................................................................................... 106

Chapitre 2: Une démarche de recherche pragmatique en design ................................................. 109

1. Les spécificités de la recherche en design .................................................................................... 109

2. Méthodologies employées ............................................................................................................. 116

3. Conduite de la recherche .............................................................................................................. 121

5
PARTIE IV. EXPERIMENTATIONS VISANT A ETUDIER LA PERCEPTION DES
APPLICATIONS PAR LES UTILISATEURS ........................................................................... 129

Chapitre 1 : La perception des interconnections sous-jacentes aux applications. ..................... 131

1. Création dʼoutils de conception dʼapplications ............................................................................... 131

2. Protocole expérimental .................................................................................................................. 135

3. Mesures des productions des utilisateurs ...................................................................................... 136

4. Résultats ........................................................................................................................................ 138

5. Analyse .......................................................................................................................................... 145

6. Retour dʼexperience ....................................................................................................................... 148

Chapitre 2 : La perception des mécanismes sous-jacents aux applications. .............................. 149

1. Création dʼoutils permettant lʼétude de transcriptions figurales ..................................................... 149

2. Protocole expérimental .................................................................................................................. 154

3. Mesures des schémas produits par les utilisateurs ....................................................................... 156

4. Résultats ........................................................................................................................................ 158

5. Analyse .......................................................................................................................................... 168

6. Retour dʼexpérience ....................................................................................................................... 172

Chapitre 3 : La perception des types dʼapplications. ...................................................................... 175

1. Création dʼun outil de médiation permettant dʼinteragir avec des applications .............................. 175

2. Protocole expérimental .................................................................................................................. 182

3. Mesures de lʼutilisabilité de lʼoutil développé ................................................................................. 185

4. Résultats ........................................................................................................................................ 187

5. Analyse .......................................................................................................................................... 191

6. Retour dʼexpérience ....................................................................................................................... 195

Chapitre 4 : Bilan des expérimentations et validation de la première hypothèse. ...................... 197

PARTIE V. PROPOSITION DʼUN MODELE ET DE PRINCIPES POUR LE DESIGN DE
PRODUITS AUGMENTES ....................................................................................................... 199

Chapitre 1 : Proposition dʼun modèle descriptif des applications orientées produit. ................. 201

1. Description des mécanismes sous-jacents aux applications ......................................................... 201

2. Taxonomie des applications .......................................................................................................... 204

3. Modèle articulant les applications par rapport aux lieux ................................................................ 207

4. Dʼun modèle général des applications à un modèle conceptuel des produits augmentés ............ 212

Chapitre 2 : Proposition de principes pour la conception de produits augmentés par des
applications ......................................................................................................................................... 213

1. Des applications aux produits augmentés ..................................................................................... 213

2. La nécessité de rendre les applications visibles ............................................................................ 217

3. Principes pour le design de produits augmentés ........................................................................... 221

6
PARTIE VI. OPERATIONNALISATION DU MODELE ET DES PRINCIPES PROPOSES ..... 225

Chapitre 1 : Application du modèle et des principes à la conception dʼun produit augmenté .. 227

1. Choix dʼun produit à augmenter .................................................................................................... 227

2. Création des applications qui augmentent le produit .................................................................... 228

3. Création des trois prototypes de produit ....................................................................................... 229

4. Prototypage et développement logiciel ......................................................................................... 233

Chapitre 2 : Expérimentation visant à évaluer la perception des produits augmentés par les
utilisateurs. .......................................................................................................................................... 235

1. Création de questionnaires permettant lʼévaluation des prototypes produits ................................ 235

2. Protocole expérimental .................................................................................................................. 237

3. Mesure de lʼutilisabilité des prototypes .......................................................................................... 240

4. Résultats ....................................................................................................................................... 241

5. Analyse .......................................................................................................................................... 247

Chapitre 3 : Bilan de lʼexpérimentation et validation de la seconde hypothèse. ......................... 253

Chapitre 4 : Compléments aux principes de conception proposés. ............................................. 255

1. Analyse rétrospective des choix effectués lors de la conception de produits augmentés ............. 255

2. Dimensions complémentaires à développer ................................................................................. 258

3. Limites des principes proposés ..................................................................................................... 261

PARTIE VII. DISCUSSION ET PERSPECTIVES SUR LE FUTUR DES PRODUITS .............. 263

Chapitre 1: Des produits à augmenter aux produits à composer .................................................. 265

1. Vers une structure dynamique des produits .................................................................................. 265

2. Fonctionnement des produits à composer .................................................................................... 268

3. Illustrations possibles des produits à composer ............................................................................ 270

Chapitre 2: Conclusion et perspectives ........................................................................................... 281

PARTIE VIII. PUBLICATIONS REALISEES DANS LE CADRE DE LA THESE ..................... 285

PARTIE IX. BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................. 287

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